107年:放射器材(2)

下列何種加速器不適合用來產生放射治療用電子射束?

A直線加速器( linac )
B電子迴旋加速器( microtron )
C汎德瓦夫產生器( Van de Graaff generator )
D迴旋加速器( cyclotron )

詳細解析

本題觀念:

本題考查各類粒子加速器的物理原理,及其用於產生放射治療用電子射束(electron beam)的適用性。核心差異在於:各類加速器所加速的粒子種類,以及電子在曲線路徑中因同步輻射損失能量的物理限制。

選項分析

(A) 直線加速器(linac) ✅ 適合產生治療用電子射束。Linac 使用線性路徑加速電子,電子不需沿曲線移動,因此同步輻射損失可忽略不計。臨床上,醫用 linac 可產生 6~30 MeV 的電子束,是目前放射治療最廣泛使用的設備。

(B) 電子迴旋加速器(microtron) ✅ 適合產生治療用電子射束。Microtron 結合線性加速腔與固定磁場,電子每次通過加速腔後軌道半徑逐漸增大,仍以加速電子為設計目的,亦可產生高能電子束用於放射治療。

(C) 汎德瓦夫產生器(Van de Graaff generator) ✅ 可產生電子射束。Van de Graaff 靜電加速器歷史上曾用於產生治療用電子束及高穿透性光子束,在 1940 年代至 1960 年代的放射治療中扮演重要角色。

(D) 迴旋加速器(cyclotron)不適合產生治療用電子射束。Cyclotron 的設計是以固定磁場使粒子在螺旋路徑中反覆加速。對於質子等重粒子,同步輻射損失相對微小(質子比電子重約 1836 倍,能量損失

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